Texto original: Elizabeth Howell, Microscope will seek biological samples on Red Planet, astrobio.net, Oct 4, 2016 - Trad. cast. de Andrés Salvador
Microscopio buscará muestras biológicas en el Planeta Rojo
Por Elizabeth Howell
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| Esta es una imagen de microscopio electrónico de barrido que muestra características esferoidales (círculo) sobre el Yamato 000593 — un meteorito encontrado en la Tierra que se originó en Marte. Las características se encontraron en una capa de iddingsita, que es un mineral creado en agua. Los investigadores esperan llevar microscopios electrónicos de barrido de alta definiciónde a la superficie de Marte. Crédito: NASA |
Uno de los objetivos fundamentales de la exploración de Marte es traer muestras de la superficie a la Tierra, especialmente aquellas que podrían ser examinadas por evidencia de vida en el Planeta Rojo.
Una tal empresa sería cara y las muestras tienen riesgo de contaminación durante su viaje a la Tierra. Por lo tanto, una opción es analizar las muestras en su hábitat natural en Marte antes de llevarlas a la Tierra para su posterior estudio. El Mars Science Lab y otros rovers de Marte ya están estudiando muestras en Marte in situ con una serie de instrumentos de imagen y evaluación de la composición química de varias muestras de Marte. Sin embargo, sólo hay unas pocas técnicas que pueden determinar sin ambiguedades si la vida está presente.
En la Tierra, un instrumento que usan los científicos para examinar la vida y otros materiales biológicos es un microscopio electrónico de barrido atmosférico o ambiental [=atmospheric or environmental scanning electron microscope] (ESEM o ASEM). ESEMs son capaces de formar imágenes [= imaging] con una resolución mayor que 10 nanómetros, o aproximadamente un 1000a la anchura de un cabello humano, y también son capaces de determinar la composición de la misma muestra. ESEMs comerciales son tipicamente muy grandes y hambrientos de energía. Sin embargo, un equipo ha emprendido el reto de miniaturizar un ESEM para que sea adecuado para la operación in situ en Marte.
El Microscopio Electrónico de Barrido de Presión Variable Miniaturizado [=Miniaturized Variable Pressure Scanning Electron Microscope] (MVP-SEM) es un proyecto financiado por la NASA sobre la base de conceptos que podrían ser utilizados en la International Space Station y en la Luna. El siguiente objetivo es crear un instrumento de tipo ESEM que permita a los científicos estudiar la geología Marciana y para buscar microbios en la superficie de Marte, en una misión todavía-a-ser determinada.
"Al poner esta capacidad en un rover o módulo de aterrizaje, no sólo podemos seleccionar mejor las muestras para el retorno, sino que sobre todo vamos a ser capaces de tener imágenes y análisis de alta calidad en Marte sin el riesgo de contaminación de una muestra traída a la tierra para su estudio," dijo Jessica Gaskin, investigadora principal del proyecto.
El proyecto fue presentado en la Lunar Planetary Science Conference a principios de 2016. Está financiado por el programa Planetary Instrument Concepts for the Advancement of Solar System Observations (PICASSO) de la NASA.
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| Un equipo de la NASA practica técnicas que podrían ser utilizados por astronautas en Marte. Misiones de retorno de muestras ayudarán a determinar qué sitios en Marte pueden ser visitados de forma segura. Crédito: NASA |
Desarrollo de instrumentos
Microscopios electrónicos de barrido de presión atmosférica o variables se utilizan en laboratorios de investigación en muchas disciplinas, que van desde la medicina a la geología. El instrumento en particular financiado por la NASA estudiará materiales geológicos de tal manera que permita que las muestras se mantengan intactas. Debido a que el proceso no destruye la muestra, se puede analizar entonces por otros instrumentos de modo que se puede formar una imagen más completa del origen y posible evolución de la muestra.
El instrumento permitirá la formación de imágenes de alta resolución (superior a 50 nanómetros) y para la Espectroscopia de Energía Dispersiva [=Energy Dispersive Spectroscopy] (EDS), o mapeo químico para determinar la composición química. Estos SEM tienen una profundidad de campo grande con la habilidad de mirar a una amplia franja de material y no requiere que las muestras estén preparadas antes del tiempo de examen, lo que simplifica las operaciones de un rover trabajando lejos de los humanos.
"La clave de esta tecnología específica," dijo Gaskin, "es que va a utilizar la atmósfera de Marte para nuestra imagen de los gases [=our imaging gas]. Esto nos permitirá observar en crudo muestras no recubiertas (conductoras y no conductoras) en su ambiente natural. "
Una de las críticas de la astrobiología es la tendencia a buscar la familiar vida basada en el carbono que prosperaría en presencia de agua. Una estrategia para ampliar la búsqueda de vida es la búsqueda de alguna suerte de desequilibrio dentro de un entorno que no puede ser fácilmente explicada por la física o la química. Por ejemplo, si una gran cantidad de silicio fue visto en un entorno particular, una posible explicación podría ser la presencia de vida. El espectrómetro sería capaz de detectar desequilibrios en el medio ambiente.
"Este instrumento también proporcionaría imágenes de resolución lo suficientemente alta como para identificar bio-firmas," dijo Jennifer Edmunson, científico del proyecto para el MVP-SEM.
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| El rover Curiosity trabajando en el cráter Gale en Marte. Uno de los principales objetivos del programa de Marte de la NASA es la búsqueda de ambientes habitables en el pasado y presente. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS |
Un ejemplo podría ser la búsqueda de proteínas a partir de microbios, tales como Pyrobaculum aerophilum, una bacteria que prospera en agua hirviendo. "Uno de los objetivos de nuestro desarrollo de instrumentos es el de ser capaces de diferenciar compuestos como el oxalato de calcio (una potencial bio-firma) del carbonato de calcio," añadió Edmunson.
Microbios que viven en ambientes extremos en la Tierra a veces se utilizan como modelos para los microbios teóricos que podrían vivir en las aguas frías y saladas de Marte. Además, en el caso de que cualquier forma de vida pueda estar expuesto en alguna muestra de superficie, como una forma de vida semejante a una espora seca, nuestro instrumento debe ser capaz de capturar una imagen para la subsecuente interpretación y estudio.
El MVP-SEM utilizará un detector de electrones secundario para ayudar a los científicos a aprender acerca de las características microscópicas de la superficie, así como un detector de electrones de retrodispersión para proporcionar información de textura y composición en una muestra. Un detector EDS también se utiliza para estudiar la composición química. Actualmente, el equipo está definiendo el óptimo para la operación en la atmósfera rica en dióxido de carbono de Marte, después de lo cual un prototipo será desarrollado y testeado en una cámara ambiental de Marte en el JPL. Los participantes clave en este esfuerzo aparte del MSFC incluyen JPL, Creare, Applied Physics Technologies, Case Western Reserve University y el asesor Dr. G. Danilatos (temprano pionero de la SEM atmosférica o ambiental).
Cuando el trabajo de PICASSO finalize, el equipo planea continuar desarrollando el instrumento a través de la subención Maturation of Instruments for Solar System Exploration (MatISSE) de la NASA, que es una parte del programa Research Opportunities in Space and Earth Science de la agencia.
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (Sujeta a revisión). Las notas entre corchetes son del traductor.
Fuente Elizabeth Howell, Microscope will seek biological samples on Red Planet, astrobio.net, Oct 4, 2016 - Trad. cast. de Andrés Salvador
